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为了得到高强度及高模量的炭纤维,十分有必要提高炭纤维的石墨化程度。在石墨化过程中为了防止石墨化过程能耗大,设备使用寿命短造成的生产成本过高,可以使用催化石墨化。催化石墨化可以使炭材料在较低的热处理温度下发生石墨化转变。本文以聚丙烯腈基（PAN）炭纤维为研究对象,开展了炭纤维的催化石墨化研究。研究中采用电化学方法在PAN基炭纤维的表面获得均匀的含铁合金镀层或其化合物作为催化石墨化的催化剂,考察含铁合金或其化合物催化聚丙烯腈基炭纤维的石墨化过程。所取得的主要研究结果如下:（1）考察Ni-Fe合金、普鲁士蓝和Fe-Cr2O3复合镀层对聚丙烯腈基炭纤维的催化石墨化效果。Ni-Fe合金镀层和Fe-Cr2O3复合镀层主要采用恒电流方法在炭纤维制成的电极表面进行沉积,在炭纤维上可得到分布均一的金属镀层,而在炭纤维表面的普鲁士蓝镀层采用电化学工作站进行恒电位沉积。（2）将附有催化剂的炭纤维在石墨化炉中进行热处理。作为对比,也对空白样炭纤维高温石墨化后进行了考察。利用X射线衍射（XRD）,拉曼光谱,扫描电子显微镜（SEM）和能量散射光谱（EDS）等方法对热处理后的空白样和附有催化剂炭纤维的催化石墨化效果进行分析表征。（3）附有Ni-Fe合金（含铁57.91%）的聚丙烯腈基炭纤维经过1300℃热处理2小时后,经XRD检测其石墨化度为91.4%,而空白样炭纤维经过2800℃热处理后其石墨化度仅为30.1%。此外,附有纯铁和纯镍的炭纤维经1300℃热处理2小时后,石墨化度分别为86.0%和55.5%。用普鲁士蓝作催化剂对聚丙烯腈基炭纤维进行催化石墨化,与空白样炭纤维相比,达到相同的石墨化程度,普鲁士蓝可使热处理温度下降500℃以上,普鲁士蓝具有很好的催化效应。附有普鲁士蓝的炭纤维经过1900℃处理后,其层间距(d002)和微晶尺寸（Lc）分别为3.368（?）和212（?）,而空白样炭纤维经2800℃热处理后d002和Lc分别为3.414（?）和74（?）。采用Fe-Cr2O3复合镀层作为催化剂的炭纤维其石墨化程度与镀液中Cr2O3的浓度有很大的关系,当镀液中Cr2O3的浓度为50g/L时附有Fe-Cr2O3复合镀层的炭纤维在1200℃热处理后,Lc值可达到288（?）,而d002非常接近理想石墨值仅为3.357（?）。在论文中,催化石墨化机理也作了一定的研究。